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¿Por qué premian con Nobel a bosón de Higgs?

La teoría es una parte central del denominado Modelo Estándar de Física de Partículas, que describe cómo está hecho el universo.

08-10-2013, 9:46:33 AM
¿Por qué premian con Nobel a bosón de Higgs?
Altonivel, con información de agencias

Para unos no fue sorpresa y para otros solo era cuestión de tiempo para que los científicos François Englert, de 81 años, y Peter Higgs, de 84, fueran reconocidos con el Premio Nobel de Física, ya que su descubrimiento experimental del bosón de Higgs es considerado un gran avance para resolver los grandes enigmas de la naturaleza.

La Real Academia Sueca de Ciencias reconoció con la máxima distinción científica en Física la teoría que fue desarrollada por Higgs, Englert y Robert Brout –fallecido en 2011–, la cual fue presentada el año pasado, causando un revuelo científico por la magnitud de sus implicaciones.

Así lo consideró previamente el jurado del Premio Príncipe de Asturias, que a finales de mayo decidió otorgarle a dicha teoría su galardón en la categoría de Investigación Científica y Técnica 2013 –cabe destacar que son varios los reconocimiento cientifícos que han recibido en lo individual y en equipo en los últimos años–, que de paso reconoció la labor que la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, , por sus siglas en francés) ha desempeñado en este estudio.

Englers y Higgs reciben el premio “por el descubrimiento teórico de un mecanismo que contribuye a la comprensión del origen de la masa de las partículas subatómicas y que, recientemente, fue confirmado por el descubrimiento de la predicha partícula fundamental por los experimentos Atlas y CMS en el gran colisionador de partículas (LHC, por sus siglas en francés) del CERN”.

Si bien la historia del belga Englert y el británico Higgs con esta teoria que explica el origen de la masa se remonta a poco más de medio siglo –propuesta en sus inicios de manera independiente uno de otro y Englert con el ya fallecido Brout–, fue en 2012 cuando su descubrimiento experimental dio la vuelta al mundo y hoy se repartirán los 915,000 euros que entrega la academia sueca, así como el paso a los registros de la historia.

Por otro lado, aunque el CERN –donde se encuentra el gran acelerador de partículas LHC en el que se hizo el descubrimiento del bosón de Higgs– no fue incluido en el premio –manteniendo la tradición de que solo se concede a personas y no a instituciones–, sí recibió una mención especial del comité Nobel, con lo que se reconoce a los cerca de 7,000 científicos e ingenieros que participaron en los dos grandes experimentos de este descubrimiento.

 

¿Qué es el bosón de Higgs?

La teoría es una parte central del denominado Modelo Estándar de Física de Partículas, que describe cómo está hecho el mundo, desde las personas a las flores, los planetas o las estrellas, con un puñado de partículas elementales y las fuerzas de interacción entre ellas.

“Todo el Modelo Estándar reposa sobre la existencia de un tipo especial de partícula, la partícula de Higgs, que se origina en un campo invisible que permea todo el espacio. Incluso cuando el universo parece vacío, este campo está ahí. Sin él, no existiríamos porque es mediante su contacto con el campo como las partículas adquieren masa y la teoría propuesta por Englert y Higgs describe este proceso”, es la explicación de los académicos suecos al reconocer esta teoría.

En términos mortales, la llamada la Partícula de Dios, a disgusto de muchos científicos, podría explicarse así: Cuando una partícula pasa cerca de los bosones de Higgs, estos se le “pegan” para darle masa.  Es decir, actuaría como una especie de “campo de fuerza” que mantiene a los átomos unidos sin lo cual no podría haber materia. Éste sería el mecanismo por el cual el universo “crece”.

De manera más sencilla: si ese campo que cubre todo el espacio fuera agua, las partículas que tienen masa la adquirirían al “nadar” por ella, de manera que las más ligeras serían como pequeños peces que se deslizan fácilmente y las más pesadas como animales de mayor tamaño que tienen que vencer más resistencia.

El físico Alberto Casas –destaca el diario español El País– ha añadido a este símil un elemento para entender esta teoría: cuando el agua se agita se forman olas y el bosón de Higgs sería como esas olas que se pueden apreciar, mientras que el agitador sería el acelerador de partículas LHC del CERN.

Ahora, según los científicos de esta organización científica europea, si hubiera un campo invisible del crecimiento del universo se daría por la interacción de partículas subatómicas; una de ellas sería el bosón de Higgs que había sido tan difícil de encontrar porque una vez que se produce se desintegra casi instantáneamente.

Los bosones son una de las dos clases fundamentales de partícula subatómica. Los otros bosones incluyen a los protones, asociados con la luz.

¿Cuál es la importancia de este descubrimiento?

En la escuela aún se enseña el Modelo Estándar de Física de Partículas que divide a las moléculas en átomos y a estos en neutrones, protones y electrones; y explica sus interacciones.

Pero con este descubrimiento no solo se estaría actualizando esa enseñanza, sino que se romperían paradigmas originados desde la antigüedad -cabe recordar que antes se pensaba que un átomo era la parte más pequeña en la que se podía dividir la masa, pero ahora se sabe que estos elementos están conformados por partículas aún más pequeñas llamadas “quarks“-.

El descubrimiento de la Partícula de Dios -por ser la parte más fundamental de la materia- supone un nuevo planteamiento de la física cuántica y un nuevo análisis de preceptos que han sido considerados leyes en el tema por los últimos 40 años, ya que explica cómo se agruparon las partículas para formar estrellas, planetas e incluso la vida.

Sin esta partícula, según sus investigadores, el universo hubiera seguido siendo una mezcla informe de partículas dando vueltas a la velocidad de la luz, sin la cual el universo no hubiera ganado masa luego del Big Bang

Es decir, el bosón de Higgs –que es el equivalente físico de la teoría de la evolución para la biología– pretende explicar qué mantiene unido al átomo y porqué ciertas partículas, como los fotones de la luz, no tienen masa.

Además, se cree que esta partícula aceleraría las investigaciones para explicar la “materia obscura” de la que está lleno el universo, pero que no se sabe a ciencia cierta qué es; además de que podría arrojar luz a viejas inquietantes humanas como la existencia de más dimensiones y universos paralelos.

¿Cómo se logró este descubrimiento? En el CERN encontraron la manera de observar las partículas fundamentales de la materia del universo a través del LHC.

A través de este súper colisionador de partículas -que es un túnel circular muy en el fondo de la tierra y que mide 27 kilómetros de diámetro- se mandan protones a la velocidad de la luz para hacerlos chocar uno contra otro y recrear los efectos del Big Bang que generó al universo.

Dicho de otra manera, el LHC es como una gran cámara digital. Si se enfocara en una nube, se podría ver cada gota de agua para luego acercar la lente y ver la composición de las moléculas, H2O.

Con el LHC se podría hacer un mayor zoom para observar cada protón y electrón de cada átomo de hidrógeno y una vez dentro, acercarse más para encontrar las partículas que los construyen, ésas serían el bosón de Higgs.

No obstante, aunque la partícula de Higgs es crucial en la comprensión de cómo se formó el universo, sigue siendo teórica.

Lo que los científicos no saben aún, es si la partícula que han descubierto es el bosón de Higgs tal y como se describe en el Modelo Estándar, si es una variante o si se trata de una partícula subatómica completamente nueva que podría obligar a revisar la teoría sobre la estructura fundamental de la materia.

Para saber más:

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